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06 Propiedades Hormigones-Sanjuan
06 Propiedades Hormigones-Sanjuan
06 Propiedades Hormigones-Sanjuan
Propiedades y durabilidad
de los hormigones
Instituto del Cemento Portland Argentino (ICPA) - 2016 Difusión y Transferencia Tecnológica
San Juan | 10-08-2016
Estado fresco y
endurecido
Hormigón: 2 Estados
• 1 período de “transición”
FRESCO ENDURECIDO
Depende de:
• contenido material fino (pasa 300
μm)
• la cantidad de agua
• el asentamiento
• aire intencionalmente
incorporado
• Aumento de la temperatura
Aumento de la velocidad de
• Aumento de la velocidad del viento
evaporación
• Disminución de la humedad relativa
La superficie se contrae y la
Si la velocidad de Evaporación Fisuras por
restricción de la parte interior
> a la de Exudación del hormigón produce contracción
las fisuras plásticas plástica
HR Th°
Taire
T.E
V.v
Exudación ok
Aire
Factores
Agua
Finura del cemento
Uso de adiciones minerales Hormigón
Riesgo de fis.
(Especialmente, fracción pasa tamiz 300 μm) insuficiente
Aire
Contenido de agua de amasado
Uso de aditivos químicos Agua
Exud. excesiva
Exudación excesiva
Velocidad y capacidad de exudación: medir según Norma Aire
IRAM 1604. Medir en laboratorio y en obra
Hormigón
Ozildirim
Aser. convenc
FRAGUADO. Influencia de:
Fin de fragüe
temp del hormigón, temp de
Aserrado termprano
exposición, tipo y cont de cemento,
Calor
¿Qué pasa en el • Generación de calor. • Estado plástico de la • Liberación de calor • Tensiones • Ganancia de mayor
hormigón? Luego, rápido mezcla • Inicio de pueden superar resistencia
enfriamiento • Trabajable endurecimiento la capacidad • Reducción de la
• Sin liberación significativa • Ganancia de resistencia resistente (si no permeabilidad
de calor • Desarrollo de tensiones son liberadas)
¿Qué debe hacer • Asegurar correcta • Transporte • Curar el hormigón tan • Aserrar juntas • Proteger al
el constructor? homogenización de • Colocación pronto como sea para liberar hormigón si se prevé
la mezcla • Compactación y posible tensiones en el descenso térmico
terminación del • Aplicar compuestos hormigón significativo
hormigón líquidos formadores de • Prolongar el curado
(Antes del TIF) membranas de curado lo más posible
Fuente: Mindess
Poros capilares
-Sus tamaños son de entre 10 nm y 10 μm
-Su volumen es variable, con formas tamaños y distribución “al azar”
-Su volumen es mayor, cuanto mayor es la a/c, menor el grado de hidratación y
la compactación de la pasta
-Alta influencia en la permeabilidad de la pasta
Mehta, Monteiro
temp
M1
tiempo
temp
=
M2
M1 = M2 = M
tiempo
M
𝑀= 𝑇 + 10 . 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
CTPT
NO!! SÍ SÍ
• Temprana aplicación
Slide 20 | Agosto 2016
Compuestos líquidos formadores de
membranas de curado
VOCs
hidratado acumulados
+ ¿Cómo minimizarla?
agua
• a/c: no menor a 0,40
• Minimizar CUC
• Menos Vol de pasta y más Vol
de AG
• Buen Curado
• Usar cementos con menor
AL AL INICIO DE AL FIN DE DESPUÉS DEL
velocidad de reacción (menor
MOMENTO FRAGÜE FRAGÜE FIN DE finura, menor SC3, AC3 y mayor
DE SU FRAGÜE
COLADO SC2)
• Minimizar el uso de aditivos
TH - FIUBA
reductores de agua
Slide 22 | Agosto 2016
Cambios de volumen
Contracción por secado
ΔT
H° interior (Ti) H° interior (Ti)
CETh°
Ts > Ti Ti > Ts
Agua de Forma-
exuda- ción de
ción cristales
superfi-
• Defectos y deterioro cial • Daño por congelamiento
superficial
Sobrecargas
• Contracción por Fatiga
secado
• Contracción Fisuras
plástica Cambios Abrasión
• Asentamiento volumé-
plástico tricos
• Contracción CAUSAS
química / autógena
• Gradientes
H % y T °C Medio de
exposición
Materias
primas • Congelamiento
• Carbonatación temprano
• RAS • Aguas puras • Congelamiento y
• Ataque por sulfatos • Cloruros deshielo
(interno y externo) • Cristalización de sales • Manchas
• descongelantes • Corrosión del acero por
CO2 o por Cl-
Slide 34 | Agosto 2016
Durabilidad
Congelamiento y deshielo
¿Qué sucede?
• Agua + acción cíclica de congelamiento
(temperatura de congelamiento) + sistema
de poros
• Grado de saturación de la pasta
• Factor de espaciamiento
• Temperatura interior
• Comportamiento cíclico (>200-300)
• Resistencia al congelamiento de agregados
• Fisuración por restricción a la expansión de agua
congelada
• Usualmente, fisuración paralela a la superficie
¿Cómo lo prevenimos?
• Incorporación de aire intencional
-Tamaño uniforme: 50 m < < 1mm
-Factor de espaciamiento: < 0,2 mm
-Sin coalescencia
• Calidad en la matriz cementicia (<
permeabilidad)
Slide 35 | Agosto 2016
Durabilidad
Sales descongelantes, descascaramiento
superficial y D-Cracking
Modelo
CTL Group
4,5
3,5
2,5
2
0 100 200 300 400 500
Núm ero de
Número deciclos
ciclos
¿Qué sucede?
Reacción entre componentes alcalinos y minerales
potencialmente reactivos en agregados siliceos
• Agregados reactivos + álcalis + humedad
• Compuestos silíceos amorfos
• Porosidad del agregado
• Álcalis en cantidad suficiente
• Permeabilidad de la pasta y la interfase
• Humedad (> 60%)
• Temperatura y tiempo
Producto de reacción: gel interior o en la periferia del
agregado, absorbe agua y se expande
Típicamente, fisuración en forma de “mapeo”
¿Cómo lo prevenimos?
• Metodología de análisis previa, más:
Medidas prescriptivas, y/o
Medidas prestacionales
Slide 40 | Agosto 2016
Reacción álcali sílice
Agregados potencialmente reactivos. Métodos
IRAM 1531.2016
Cantos rodados silíceos del río Uruguay y agregados ígneos, metamórficos o sedimentarios
(granitos, granodioritas, gneises, areniscas) que deben su reactividad al cuarzo tensionado
deben ser evaluados mediante el ensayo de la IRAM 1700 (convencional o acelerado)
Prescriptivas Prestacionales
(con evaluación previa documentada)
1. Cemento RRAA, s/ IRAM 50001 1. Cemento que cumpla la IRAM 50000 o IRAM
5000+50002 que haya demostrado
2. Limitar contenido de álcalis en el hormigón comportamiento satisfactorio con los
según el nivel de prevención que corresponda agregados en evaluación (experiencia previa
3. Cemento de uso general (s/ IRAM 50000) docum)
que contenga AMA en cantidad adecuada 2. Cemento + AMA que hayan demostrado
(tablas) tener un comportamiento efectivo para
4. Hormigón que AMAs en cantidades que sean prevenir la RAS
conformes con la IRAM 50000 y con los 3. Usar inhibidores químicos
mínimos de tablas para prevenir RAS
4. Cambiar el agregado, parcial o totalmente,
5. Para el caso E (++severo), usar AMAs y por otro agregado no reactivo
hormigón con bajo contenido de álcalis
Evaluación de la efectividad inhibidora: con IRAM 1700
(<0,040% a 104 semanas –para los casos 1 a 3-, a 52 semanas para
el caso 4)), o con IRAM 1674 (<0,10% a 16 d)
Slide 42 | Agosto 2016
Reacción álcali sílice
Método del prisma de hormigón (IRAM 1700)
1. Grado de
reactividad del agregado
2. Definir la categoría
de la estructura
3. Nivel de riesgo
4. Nivel de
prevención a
adoptar
5. Contenido
mínimo de AMAs en
el cemento, para
prevenir RAS
0,250
0,200
Altamente
reactivo
0,150
0,120%
0,100
Moderadamente
reactivo
0,050
0,040%
No reactivo
0,000
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52
Edad [semanas]
Carbonatación
¿Qué sucede?
• El acero (Fe metálico) se “oxida” y se convierte en
Fe2O3
• Disminuye la sección resistente de acero (afecta la
capacidad de transferencia de cargas) y puede
Martirena
producir fisuración en el hormigón
Ingreso de Cl-
• El hormigón está normalmente protegido por su alta
alcalinidad (pH ≈ 12,5 - 13), “pasivación”, excepto:
Carbonatación: pH <~9
Cloruros
Influyen:
Sagués
• Aporte de oxígeno
• Disponibilidad de agua líquida (electrolito)
Mehta,
Monteiro
Sika
¿Cómo lo prevenimos?
• Analizar el contaminante, el pH de la solución, y si existe la circulación de
agua